正在閱讀:完全成形的微小心臟來了 3D列印竟如此神奇?完全成形的微小心臟來了 3D列印竟如此神奇?

2019-09-15 00:15 出處:PConline原創 作者:奔跑的柯基 責任編輯:yueyang

  [PConline 資訊] 不可否認,3D列印心臟可以說是3D列印技術實施人類器官倣制的又一成果。該3D列印心臟可用於心臟解剖的副本,對於練習複雜的心臟手術大有裨益。

  首先我們來看下有關3D列印的概念。所謂3D列印技術,也可以說是快速成型技術的一種,它是以數字模型文件為基礎,運用粉末狀家金屬或者塑膠等可粘合的材料,最終透過逐層列印技術的方式來構造物體。

  而3D列印通常是採用數字技術材料印表機來實現的,起初被用於工業設計的模型製造,後來逐漸用於一些產品的直接製造,在建築、航空、醫療等領域中都發揮著不小的作用。

  而說到3D列印技術,最早可追溯到20世紀90年代中期,其實就是利用光固化和紙重疊顯示等技術的快速成型裝置。其實它與普通印表機的工作原理基本相同,3D印表機內裝有液體或者粉末狀的列印材料,透過電腦的控制可以將列印材料一層層的疊加起來,最終可以把電腦上的藍圖變為實物,我們把這樣的技術稱之為3D列印技術。

  而早在今年4月,外媒就曾報道以色列特拉維夫大學的科學家們使用人體生物材料3D列印出一顆微型心臟。美國研究人員現在利用一些類似的技術列印出了他們自己的人類心臟。該器官由總部位於芝加哥的生物技術公司BIOLIFE4D團隊創建,該團隊由首席科學家Ravi Birla博士領導。

  要知道在大部分國家因心血管疾病致人死亡的可佔到26%,並且等待心臟手術的患者也非常多。3D列印技術的突破將大大減少患者等待手術的時間,從而拯救更多的生命。為了開始該過程,從人類志願者穫得的白細胞被轉化為誘導的多能幹細胞,其又被促使分化成各種類型的心肌細胞。它們與營養素和生長材料混合,形成了公司專有的生物油墨。

  然後將該油墨透過專用生物印表機的噴嘴以及支撐透明基質材料擠出。透過這種方式,微小的心臟逐層建立,矩陣暫時將所有東西保持在所需的形狀。這種形狀是基於志願者心臟的MRI掃描。科學家隨後將列印物放入生物反應器中,模擬人體內的條件。這導致心肌細胞自組織,融合在一起形成固體心臟組織。結果是一個完整的人類心臟,然後基質材料可以從中溶解掉。

  根據研究人員的說法,生物列印的心臟包含四個內部腔室,就像真實的一樣。 並且與全尺寸心臟相比,複制了部分功能指標。科學家現在希望一旦該技術得到進一步發展,它就可以用於列印全尺寸的心臟並進行移植。因為器官已從患者自身的細胞中“生長”,免疫系統的排斥可能不會成為問題。

  最後,研究人員認為這種3D列印的心臟有望在十年內問世,當然我們也需要對3D列印心臟技術進一步的探索。相信在未來的10年後,世界上那些先進的醫院都會配備這樣的器官印表機,同樣這也將給心血管病的患者帶來福音。

 
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